レーザーのクリーニングの開発そして原則
従来の産業洗浄法は主に高圧水が、化学試薬の、超音波および機械粉砕含まれているが、これらの洗浄法にある位置で基質、悪い労働環境、汚染、不完全なクリーニングおよび高いはっきりしている費用を損なう問題がある。環境汚染の悪化と、世界中学者は積極的にエネルギー保存、環境保護および高性能によって新しい汚染防止技術を開発している。レーザーの汚染防止技術にマトリックス材料、高いクリーニングの正確さ、ゼロ放出および汚染の多少の損害のような多くの利点が、ないので、学究的な世界および企業によって次第に評価され、支持される。おそらく金属表面の土のクリーニングへのレーザーの汚染防止技術の適用に非常に広い見通しがあることがある。
レーザーの汚染防止技術の開発の歴史そして現状
60年代では、Schawlow有名な物理学者は最初にレーザーのクリーニングの概念を提案し、次に古代本の修理そして維持に技術を適用した。外国レーザーのクリーニングの除去の範囲は厚い錆の層から文化遺跡のクリーニングを含む目的の表面の粉体に非常に広い、および芸術品、タイヤ型の表面のゴム製土の取り外し、金のフィルムの表面のシリコーン油の汚染物質の取り外しおよびマイクロエレクトロニクスの企業の高精度のクリーニング。中国では、レーザーの汚染防止技術は2004年に実際に始まった。中国はレーザーの汚染防止技術の研究を増強するために多くの人間および物的資源を投資し始めた。非能率的で、扱いにくい二酸化炭素レーザーからの軽量および密集した繊維のレーザーへの高度のレーザーの開発を用いる最近の10年では、;連続的な出力レーザーからナノ秒、ピコ秒およびフェムト秒の短い脈拍レーザーへの;目に見える光熱出力から長波の赤外線ライトおよび短波の紫外光熱出力への…レーザーはエネルギー出力、波長範囲、レーザーの質およびエネルギー変換効率の跳躍をした。レーザーの開発は自然にレーザーの汚染防止技術の急速な開発を促進する。レーザーの汚染防止技術は理論および適用の有益な結果を達成した。
レーザーの汚染防止技術の原則
脈打ったレーザーのクリーニングのプロセスはレーザーによって発生する光学脈拍の特徴によって決まり高輝度のビーム、短い脈拍レーザーおよび汚染層間の相互作用によって引き起こされるphotophysical反作用に基づいている。その物理的な主義は次の通り要約することができる:
a）レーザーによって出るビームは扱われるべき表面の汚染層吸収される;
b）急速に血しょうを拡大する大きいエネルギー形態の吸収は（非常に不安定なガスをイオン化し、）衝撃波を作り出す;
c）衝撃波は片に汚染物質を回し、取除かれる;
扱われた表面を破壊する熱蓄積を避けるにはd）光の点滅の幅は十分に短くなければならない;
e）実験は金属表面に酸化物があるとき、血しょうは金属表面に起こることを示す。
血しょうはエネルギー密度が汚染された層によって決まるか、または酸化物が層取除いた境界より高いときだけ発生する。この境界効果は基質材料の安全を保障している間有効なクリーニングのために非常に重要である。血しょうの出現のための第2境界がある。エネルギー密度がこの境界を超過すれば、基材は破壊される。効果的に基質材料の安全の保障の前提の基質材料をきれいにするために、レーザー変数は状態に従って光学脈拍のエネルギー密度が2つの境界の間に厳しくあるように調節されなければならない。
レーザーのクリーニングの利点
、化学腐食のクリーニングに機械摩擦クリーニングのような従来の洗浄法と比較されて、液体の固体強い影響のクリーニングおよび高周波超音波清浄、レーザーのクリーニングは5つの明らかな利点がある:
- 環境保護の利点:レーザーのクリーニングは「緑の」洗浄法である。それは化学兵器およびクリーニングの解決を使用する必要はない。きれいにされた無駄は基本的に固体粉、再生利用できる小さい容積、貯え易くない光反応および汚染。
- 効果の利点:従来の洗浄法は頻繁にきれいにされた目的の表面の機械力がある接触のクリーニング、損傷目的の表面であるまたはクリーニング媒体は取除くことができないし、二次汚染を作り出さないきれいにされた目的の表面に付す。レーザーのクリーニングの非ひく、無接触non-thermal効果はこれらの問題が解決することができるように、基質を傷つけない。
- 制御利点:レーザーは光ファイバーによって送信され、遠隔操作を便利に実現するマニピュレーターおよびロボットに協力できる。それはある危ない場所の人員の安全を保障できる従来の方法によって達し易くない部品をきれいにすることができる。
- 便利の利点:レーザーのクリーニングは慣習的なクリーニングが達成できないことさまざまなタイプのさまざまな材料の表面の汚染物質を取除き、清潔を達成できる。それはまた物質的な表面を損なわないで選択式に物質的な表面の汚染物質をきれいにすることができる。
- 費用の利点:レーザーのクリーニングは速く、有効で、時間を節約する;この段階ではレーザーのクリーニング システムの購入の一度だけの投資が初期で高いが、クリーニング システムは長い間固定して使用することができ、低い作業費がある。もっと重大に、それは容易に自動操作を実現できる。更にレーザーの汚染防止技術使用の費用を削減するためにそれはレーザーのクリーニング システムの費用が非常に将来減ること、予測することができる。
レーザーの洗浄法は次の3つの部門に分けることができる:
1. レーザーのドライ クリーニング
レーザー放射は直接除去のために使用される。レーザーは目的かほこりによって吸収された後、マトリックスおよび汚染物質を分けるために振動を、作り出す。レーザーのドライ クリーニングのほこりを取除く2つの主要な方法がある:1つは振動に終って粒子が表面で取除くことができる吸着したように、基質の表面の即時の熱拡張、である。他は粒子が基質の表面を粒子の熱拡張自身が原因で去ることである。
2. レーザーのぬれたクリーニング
レーザーのぬれたクリーニングは均等にきれいになるべき基質の表面の液体の中型のフィルムの層をカバーし次にレーザー放射と汚れを取除くことである。誘電性のフィルムおよび基質によるレーザーの吸収に従って、ぬれたクリーニングは誘電性のフィルムの基質の強い基質の吸収、強い誘電性のフィルムの吸収および共通の吸収に分けることができる。強いマトリックスの吸収の間に、マトリックスがレーザー エネルギーを吸収した後、熱は液体の中型のフィルムに移り、マトリックスと液体間のインターフェイスの液体層はであり過熱させられ、沸く、液体の層および汚れは一緒に取除かれる。
3. レーザー+不活性ガスのクリーニング
同時にレーザー放射の、不活性ガスは工作物の表面に吹く。汚染物質が表面から除去されるとききれいな表面の汚染そして酸化を避けるために、ガスによって表面から遠くに吹く。
レーザーのクリーニングの適用分野
レーザーの汚染防止技術の開発によって、レーザーの汚染防止技術は下記に示されているように産業適用の多くの企業に、大衆化された:
- マイクロエレクトロニック分野:半導体の部品、マイクロエレクトロニック装置、記憶型板、等;
- 文化遺跡の保護の分野:石造りの彫刻、青銅、ガラス、油絵および壁画;
- 研摩のクリーニング:ゴム製型、合成型、金属型、等;
- 表面処理:溶接の前後の親水性の処置、表面の荒くなること、溶接処置、等;
- ペンキおよび錆取り外し:航空機、船、武器および装置、橋、金属の圧力容器、金属のパイプライン、等;航空機の部品、電気プロダクト部品、等;
- 他:都市落書き、ローラー スキーズ、造る外壁、原子力産業、等。
レーザーのクリーニングはクリーニングの市場開発の一般的な傾向になる。現在、レーザーのクリーニングが完全に従来の汚染防止技術を取り替えることができないが科学技術の進歩および環境保護の条件の改善と、レーザーのクリーニングは全体的なクリーニングの市場の開発の一般的な傾向になる。新しいレーザーのクリーニング システムおよび装置を発達させ、クリーニング プロセスを最大限に活用し、はっきりしている効率を改善し、はっきりしているコストを削減し、減らし、そして緑をきれいになるべき実現することによって、表面の損傷を金属表面の有効な、自動クリーニング プロセスは市場の将来の要求でなければならない。シンセンHerolaser装置Co.、レーザーのクリーニング機械のR & D、生産および販売で従事している株式会社は企業である。現在、レーザーのクリーニングの分野のHerolaserによって進水する100W-2000W脈拍レーザー クリーニング機械は表面処理の分野で広く利用されている、型のクリーニング、ペンキおよび錆取り外しおよびずっと他のハードウェア製造業、自動車および柵の運輸。